CN211284532U - 管道加热装置、管道系统以及镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管道加热装置、管道系统以及镀膜装置，所述管道加热装置包括：连接件(10)、加热部件(20)以及控制部件(30)；所述连接件(10)用于与需要加热的管道(40)可拆卸式连接；所述控制部件(30)设置于所述连接件(10)上，并与所述加热部件(20)连接，以控制所述加热部件(20)的加热温度；所述加热部件(20)用于在所述管道(40)内加热。由于加热部件能够在管道内部加热，因此加热效果更好、热损失较小，而且加热温度能够得到控制部件的控制，从而避免管道内颗粒沉积或结晶的现象，避免管道堵塞，减少人工清扫的成本，提高设备使用率。

Description

管道加热装置、管道系统以及镀膜装置

技术领域

本实用新型涉及管道输送领域，具体涉及一种管道加热装置、管道系统以及镀膜装置。

背景技术

在半导体、煤气化、核聚变等工程中，在送气管道、排气管道中为了避免气体由于低温而固化结晶堵塞管路，而采用对管道进行加热处理，加热温度视管道内部通入气体气化温度而定，温度设定会高于气体气化温度。通常为送气管道或排气管道提供加热功能的是一种叫加热马甲(Heating jacket)的部件，多采用硅胶材料作为外部保温层，在内部镶嵌有加热丝，受到材料耐温性质所限，加热温度不大于150°。

现有技术受限于材料及不同外形的零件复杂程度不能均匀的加热到足够高的温度，不能达到某些工艺气体所需的气化温度，主要原因有两个：1，管道的加热器采用硅橡胶作为绝缘保温材料，加热温度小于150°。2，加热装置固定在管道外壁，硅橡胶导热系数低，热传导效果差。由于室温空气对流保温效果差，导致管道内部温度低于设定温度，使一些易形成粉尘及结晶的气体在管道内壁沉积，直至堵塞管道。如B₁₀H₁₄、SiO₂、CVD法制备BPSG硼磷玻璃(SiH₄+O₂+PH₃+B₂H₆)、PECVD法沉积薄膜如：Si(SiH₄)、金属化学气相沉积氮化钛、干法刻蚀工艺产物AlCl₃，以及一些附属产物如：NH₄CI、SiO₂、SiN等。都会引起粉尘或结晶，导致进气或排气管道堵塞，导致排气压力增大，真空泵负载过高，严重的会引起压力容器爆炸。

因此，为了避免管道堵塞带来的安全隐患，工厂会定期停产，进行管道清理工作，无形中增加了劳动成本，降低了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种管道加热装置、管道系统以及镀膜装置，以解决现有技术管道沉淀易堵塞的问题。

为实现上述目的，本实用新型首先提供了一种管道加热装置，包括：连接件、加热部件以及控制部件；

连接件用于与需要加热的管道可拆卸式连接；

控制部件设置于连接件上，并与加热部件连接，以控制加热部件的加热温度；

加热部件用于在管道内加热。

可选地，连接件为一具有连接部的管状体，加热部件的一端位于管状体内，另一端从管状体内伸出。

可选地，控制部件设置于管状体上，加热部件在管状体内与控制部件连接。

可选地，控制部件包括电连接的温度传感器和温度控制器，温度传感器用于检测管道内的温度，并将温度参数输送至温度控制器，温度控制器与加热部件电连接，用于根据温度参数控制加热部件加热，温度控制器连接有电源接口。

可选地，加热部件为加热网或螺旋状的加热丝。

可选地，加热丝的螺距与加热丝的外径成反比。

可选地，加热丝外部镀有氮化钛或氮化铬保护涂层。

可选地，管道为进气管或排气管。

本实用新型还提供了一种管道系统，包括管道和本实用新型提供的管道加热装置；

连接件固定于管道的一端，加热部件伸入管道内，并能够在管道内移动。

可选地，加热部件的外径与管道的内径相匹配。

本实用新型还提供了一种镀膜装置，包括本实用新型提供的管道系统。

由于加热部件能够在管道内部加热，因此加热效果更好、热损失较小，而且加热温度能够得到控制部件的控制，从而避免管道内颗粒沉积或结晶的现象，避免管道堵塞，减少人工清扫的成本，提高设备使用率；另一方面，连接件能够与管道拆卸，在需要清理的时候可以将整个管道加热装置从管道上拆卸下来清洗以及保养，提高管道加热装置的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式中管道加热装置的立体示意图；

图2是图1中管道加热装置的主视示意图；

图3是本实用新型一实施方式中管道系统的立体示意图；

图4是图3中管道系统的俯视图；

图5是图4沿A-A方向的剖视图。

附图标记：

10-连接件；11-连接部；

20-加热部件；

30-控制部件；31-温度传感器；32-温度控制器；

40-管道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1和图2，本实施方式提供一种管道加热装置，包括：连接件10、加热部件20以及控制部件30；连接件10用于与需要加热的管道40可拆卸式连接；控制部件30设置于连接件10上，并与加热部件20连接，以控制加热部件20的加热温度；加热部件20用于在管道40内加热。由于加热部件20能够在管道40内部加热，因此加热效果更好、热损失较小，而且加热温度能够得到控制部件30的控制，从而避免管道40内颗粒沉积或结晶的现象，避免管道40堵塞，减少人工清扫的成本，提高设备使用率；另一方面，连接件10能够与管道40拆卸，在需要清理的时候可以将整个管道加热装置从管道40上拆卸下来清洗以及保养，提高管道加热装置的使用寿命。

在一个具体的实施例中，连接件10为一具有连接部11的管状体，加热部件20的一端位于管状体内，另一端从管状体内伸出。连接部11可以是法兰盘、抱箍等部件。连接件10上的连接部11，可以在两端均设置，也可以仅在一端设置，具体可根据需要连接的部件而定。连接件10设置为管状体，可以使连接件10与管道40串联在一起，可以在不破坏原有管道的基础上直接安装本实施方式提供的管道加热装置。

在上述方案中，控制部件30设置于管状体上，加热部件20在管状体内与控制部件30连接。也就是说控制部件30穿透管状体，然后与加热部件20连接，或者加热部件20穿透管状体，与控制部件30连接。

较佳地，控制部件30包括电连接的温度传感器31和温度控制器32，温度传感器31用于检测管道40内的温度，并将温度参数输送至温度控制器32，温度控制器32与加热部件20电连接，用于根据温度参数控制加热部件20加热，温度控制器32连接有电源接口。

通过温度传感器31可实时检测管道40内部温度并发送信号给温度控制器32，温度控制器32接收温度传感器31的温度信号并调整加热部件20的加热功率以调整管道40内部的加热温度。通过温度控制器32设定管道温度后，加热部件20的加热电源开始为加热部件20提供加热功率，当温度达到设定温度后加热功率逐渐降低到维持设定的温度所需的功率。

在一个具体的实施例中，加热部件20为螺旋状的加热丝，且加热丝的螺距与加热丝的外径成反比。也就是说，根据不同尺寸的管道40，若加热丝的外径增大，则减小加热丝的螺距。当管道40的尺寸增大时候，管道40内流通的气体量也随着增大，因此加热部件20需要输出更多的热量来避免气体固化结晶，因此通过减小螺距的方式可增大加热丝在管道内的密度，从而输出更多的热量；若管道40的尺寸减小，则管道40内流通的气体量也随着减少，因此加热部件20可输出较少的热量即可避免气体固化结晶，因此通过增大螺距的方式可减小加热丝在管道内的密度，从而输出较少的热量，节省能量，这种设计方式可以在保证均匀加热、防止气体固化的同时合理利用能源。

如图1图2所示，当然，加热部件20也可以设置成网状，具体的，加热部件20为加热网。

较佳地，加热丝外部镀有氮化钛或氮化铬保护涂层，设置氮化钛或氮化铬保护涂层可长时间高温暴露在腐蚀性气体或液体中的加热环境中，进而延长了加热部件20的寿命。同时也减小了管道40的故障几率。

在本实施方式中，管道40为进气管、排气管或其他工艺管道，螺旋状的加热丝的螺距与加热丝的外径成反比。

参阅图3-图5，本实施方式提供一种管道系统，包括管道40和本实施方式提供的管道加热装置；连接件10固定于管道40的一端，加热部件20伸入管道40内，并能够在管道40内移动。安装的时候先将加热部件20插入管道40内，然后将连接件10与管道40的一端固定在一起。

其中，加热部件20的外径与管道40的内径相匹配。也就是说加热部件20紧贴着管道40的内壁设置，加热部件20外径尺寸随着管道40内壁尺寸的变化而变化。因为气体固化沉积需要附着点，而管道40的内壁是主要的附着点，因此，将加热部件20紧贴着管道40的内壁设置可以更好的避免管道40内气体固化。

本实施方式还提供一种镀膜装置，包括本实施方式提供的管道系统。采用这种管道系统可以有效避免管道内气体冷却结晶，避免管道堵塞。当然本实施方式提供的管道系统并不限于仅在镀膜装置上使用，也可以应用于一切输送加热管道的装置中。

为了更能说明本实施方式中管道系统的技术效果，本实施方式还提供管道系统在两种工艺的实施例：

在半导体工艺中进行钛沉积时使用的工艺会产生NH₃及HCl，他们会合后会产生NH₄Cl，当温度低于150°时会产生白色粉末结晶，温度高于170°时白色粉末结晶消失。TiCl₄和NH₃会和后会产生黄色粉末，同样高于170度后黄色粉末消失。采用本实施方式的管道系统可以减小白色粉末结晶的产生，避免管道堵塞。

在聚变装置硼化处理时会用到B₁₀H₁₄，常温下是固态颗粒状，随着温度上升会逐渐气化，但是当温度高于150度后会液化，这就需要精确控制气体进气管及排气管的温度范围，使用本实施方式的管道系统能很好地解决上面所述的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种管道加热装置，其特征在于，包括：连接件(10)、加热部件(20)以及控制部件(30)；

所述连接件(10)用于与需要加热的管道(40)可拆卸式连接；

所述控制部件(30)设置于所述连接件(10)上，并与所述加热部件(20)连接，以控制所述加热部件(20)的加热温度；

所述加热部件(20)用于在所述管道(40)内加热。

2.根据权利要求1所述的管道加热装置，其特征在于，所述连接件(10)为一具有连接部(11)的管状体，所述加热部件(20)的一端位于所述管状体内，另一端从所述管状体内伸出。

3.根据权利要求2所述的管道加热装置，其特征在于，所述控制部件(30)设置于所述管状体上，所述加热部件(20)在所述管状体内与所述控制部件(30)连接。

4.根据权利要求1所述的管道加热装置，其特征在于，所述控制部件(30)包括电连接的温度传感器(31)和温度控制器(32)，所述温度传感器(31)用于检测所述管道(40)内的温度，并将温度参数输送至所述温度控制器(32)，所述温度控制器(32)与所述加热部件(20)电连接，用于根据所述温度参数控制所述加热部件(20)加热，所述温度控制器(32)连接有电源接口。

5.根据权利要求1所述的管道加热装置，其特征在于，所述加热部件(20)为加热网或螺旋状的加热丝。

6.根据权利要求5所述的管道加热装置，其特征在于，所述加热部件(20)为螺旋状的加热丝，所述加热丝的螺距与所述加热丝的外径成反比。

7.根据权利要求6所述的管道加热装置，其特征在于，所述加热丝外部镀有氮化钛或氮化铬保护涂层。

8.一种管道系统，其特征在于，包括管道(40)和权利要求2-7任意一项所述的管道加热装置；

所述连接件(10)固定于所述管道(40)的一端，所述加热部件(20)伸入所述管道(40)内，并能够在所述管道(40)内移动。

9.根据权利要求8所述的管道系统，其特征在于，所述加热部件(20)的外径与所述管道(40)的内径相匹配。

10.一种镀膜装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的管道系统。

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